德士古煤气化装置对原料煤的要求
德士古煤气[wiki]化工[/wiki]艺由于其气化效率高,碳转化率可达98% 一99%,且对[wiki]环境[/wiki]无不良影响(高温下煤中的有害物质萘、酚等被燃烧掉) 而被广泛应用。其对原料适用范围广泛,可采用各种烟煤、褐煤、泥煤,甚至于城市垃圾。我国已建成3套这种装置,陕西省渭河化肥厂、上海焦化厂、山东鲁南化肥厂,正在建设的安徽淮南化肥厂、山西原平 化肥厂。但是,根据3厂运行的情况来看,从经济运行的南度考虑,并非所有煤种都适用于禧士古煤气化装置,必须认真细致的选择好煤种,才能保证稳定运行,获得较好的经济效益。 1 煤质中影响气化的因素
1.1 水分
煤中水分包括外表水和内存水。外表水是煤粒表面的水分,来源于[wiki]机械[/wiki]采煤的**,露天放置或运输中的雨水,防止自然飞灰的洒水。煤的外表水对德士古煤气化没有影响,但外表水高会增加运输费用。外表水分不稳定易造成煤浆浓度波动,外表水突然增太,煤浆浓度降低,气化效率降低,外表水突然减少,煤浆浓度升高,牯度增大,滚筒筛通不过。引起煤浆外溢 造成原料浪费及污染环境。外水的高低与采煤、贮存、运输方式有关,通过人的努力是可以改变的。因此应尽量降低外水表含量,以节省开支且方便操作。内存水是煤的内在水分,即煤的结合水,以化学态形式存在于煤中,煤的内水高,同样会增加运输费用。更重要的是,内水是影响成浆性能的关键因素,内水越高,成浆性能越差,流动性愈不好。为了保证工业上泵输送所要求的低粘度,制备的煤浆浓度就低。煤浆浓度低有以下影响: a) 煤耗进人气化炉的煤浆中水含量高,有效成分减少,蒸发水分所需要的热量增多,这样会 降低气化效率,增加煤耗。
b)[wiki]设备[/wiki]投资送人气化炉同体积煤浆,煤浆浓度低,有效成分量少,气化强度低,不利于满负荷,高负荷运行。如华亭煤所制的煤浆浓度为62% 63% ,在设计煤浆流量下的产气量仅为设计气量的95%(设计煤浆浓度为65%) ,要达到同样的产气量,煤浆浓度低者要求设备尺寸大,无疑增大了投资。
c) 添加剂消耗对煤浆的粘度要求一定时,为了提高煤浆的浓度,需要加入一定量的添加剂,内水低的煤制浆时添加剂的消耗就低,内水高的煤制浆时添加揭的消耗就大。如黄陵煤的内水3% ,煤浆浓度为67% 68%,华亭煤的内水约为10%,煤浆浓度就为62% 63%,且华亭煤添加剂用量为黄陵煤的2~3倍。
1.2 灰分
a) 消耗灰分是不直接参加气化反应的惰性物质,但却要消耗煤在氧化反应中所产生的反应热,用于灰的熔化。煤中灰分含量高,则有效成分就少,送人气化炉同体积的煤浆,灰分高的煤产气量少,灰渣量大,灰渣中碳含量大,碳转化率低。根据资料介绍,在同样反应条件下,灰分增加1%,氧耗增大0.7% ~0.8% ,煤耗增大1.3% ~1.5% 。
b) 磨蚀灰分高的煤,黑水中固含量增大,对管道、[wiki]阀门[/wiki]设备磨损严重,如渭河化肥厂原用黄陵煤(灰分约18% 一24%) 造成设备严重磨蚀,直接威胁着装置的稳定运行。气化系统的气化炉激冷室排水阀(Ⅳ .1312) 及碳洗塔排水阀(rv.13o4) 及旁路阀,锁渣罐循环泵(Pq3O4)及出口管线常常因磨蚀损坏,导致停车多次。灰水处理系统,由于灰水含固量高致使管道结垢,有效管径变细,流动阻力增大引起泵汽蚀,常常造成灰水系统工况 紊乱。LV-1403、Lv .1405阀后管道多次磨穿,黑水外喷,污染环境。后经改用华亭煤(灰分含量小于12%) 后,带往黑灰水系统的细灰量明显减少,从而缓解了整个黑水、灰水系统的阀门、管道、[wiki]管件[/wiki]的磨蚀,有利于黑、灰水系统的稳定运行,首次运行就创造了气化装置连续35天的好成绩(停车原因非气化装置原因造成) 。
c) 灰渣处理煤中灰分高,灰渣量大,增加了灰渣输送皮带故障率、功耗及汽车运输费用、渣
场贮放费用(扩大占地面积) 。灰分高,黑水中固含量高,细灰量大,压滤机使用频繁,故障率高,有时不得不把灰浆排放到地面。给环境造成影响;灰分低、灰渣量少,运输方便,同时细灰含量也少。如原用黄陵煤灰分18%,压滤机每班开3—4次,后来用华亭煤,压滤机每班开1 2次,大大藏少了劳动强度及压滤机的故障率。
d) 对气化炉耐火砖的影响煤浆在气化炉内燃烧,灰分以熔融状态沿砖流下,灰渣中某些组分浸入砖中,砖中有效成分 熔人灰渣中随渣一起排出。灰渣量越大,砖浸蚀、磨损越快,灰渣成分不同,对砖的授蚀速率不同,据文献记载,含铁量高的灰渣与含钙量高的灰渣相比,前者对炉砖的浸蚀较轻。灰渣粘度不同对炉砖的浸蚀速率不同,灰渣粘度低时,砖表面的灰渣保护层剥落,灰渣直接冲刷耐火砖表面,磨蚀加快,根据文献介绍最佳灰渣粘度应在25 加Pa?s 。如原用黄陵煤灰分约18% 一24%,现用华亭煤灰分小于12%,经对灰渣中c 嘎含量的测定计算,每炉砖可延长寿命3O0O 一4OOOh 。
1.3 灰熔点
a) 对炉砖的影响 由于德士古煤气化装置采用液态排渣,提高操作温度有利于碳转化及排 渣顺利。但操作温度过高,会影响价格昂贵的耐火砖寿命。气化温度视灰渣的粘温特性及煤的化学活性而定,一般高于煤灰熔点50—70℃。液态渣对炉砖的熔蚀使炉砖变薄,炉砖的熔蚀与温度有很大关系,温度在最佳操作温度以上每增加044"C ,熔蚀速率增加一倍。因此选择灰熔点低的
煤种,可有效地降低操作温度,延长炉砖的使用寿命。渭河化肥厂气化炉原设计运行时间为 9000h ,由于黄陵煤灰熔点高,操作温度高,3台气化炉最好的运行4(EOh后即换炉砖。每台气化炉的炉砖价格高达,∞ 万元人民币,且筑炉、养护、干燥时间长,影响经济运行,使前段时间被迫只能一台炉运行,严重影响满负荷运行。
b) 对氧耗的影响如果煤的灰熔点低,操作温度相应就低一些,与高灰熔点煤相比较,无需耗 过多的氧与碳反应生成c02来维持较高的操作温度,灰熔点低的煤种耗氧量少,相应的煤耗亦低,且有效气产率高,如原用黄陵煤每吨氨耗氧873m3(灰熔点约13S0~C),现用华亭煤耗氧812(灰熔点约1280℃) 。
c) 对助熔剂用量的影响 如果煤种灰熔点高,要降低灰熔点,需加入助熔剂,以提高灰渣中CaO+F +Mg0的量,使( +A )/(caO++Mg0)减小,灰熔点降低,如果煤种灰熔点,所用的助熔剂可大大减少。原用黄陵煤由于灰熔点高,助熔剂用量大,现改用低灰熔点的华亭煤,助熔剂的用量减少了三分之二,这样不但降低了助熔剂的消耗,节省了助熔剂费用,同时由于惰性物质助熔剂的减少,灰渣量减少,灰渣的运输费用减少。更重要的是相同固吉量的煤浆所含有效成分增加,气化效率提高,产气量增大,有利于提高产量。
d) 对后段工序的影响 后工序为[wiki]变换[/wiki]工号(CO+ O — c 叶 ) ,合理的水气比有利于变换,水气比高,理论上有利于CO 的转化。但是,过量水蒸汽要吸热,从而使反应温度降低,不能达到高负荷运行。因此,稍低的水气比才能维持良好的反应温度。灰熔点高,系统热负荷高,出洗涤塔工艺气温度高,水气比高。原用黄陵煤操作温度为1380"C ,碳洗涤塔出口工艺气温度为2.42"C ,变换工号只能.70% 80% 负荷运行。现用华亭煤操作温度为1200"C ,碳洗涤塔出口工艺气温度为236℃,变换工号负荷可达80% 一95%。因此可以说,灰熔点低的煤种有利于后续工号的运行。
1.4 煤种的杂质
a) 砷含量煤中的部分砷可转移蓟煤气中,引起后续工号的[wiki]催化剂[/wiki]中毒。变换催化剂使用一段时间后活性下降,不得不更换,经分析确认是催化剂砷中毒。现在正研究如何脱除工艺气中砷,以保证变换的稳定运行,因此应选用砷含量低的煤种。
b) 氯含量煤气中若有氯,对于设备和管道
都会造成[wiki]腐蚀[/wiki],特别是对于不锈钢材质,舍氯量超过0.5%(重量) 的煤种不能
采用。
c) 氮含量煤种的氮含量决定着煤气中氨含量和煤气冷凝水的DH 值。冷凝水中氨含量高,pH 值高可减轻腐蚀作用,同时氮含量高,pH 值高,碳酸钙结垢严重。因此应正确考虑氮害量 的影响,准确地了解煤种的氮含量有利于设备材质的选择。
d) 硫含量煤中硫含量高需要后续工号对硫进一步处理,硫含量低贝 无需处理,煤中不可燃 硫随渣排出,只有可燃硫燃烧生成硫化[wiki]氢[/wiki],存在于工艺气中,因此要求煤种可燃硫含量稳定,以便选择正确的脱硫方法。、
1.5 煤种物化性
a) 热值热值是煤的主要指标,煤的热值高,每千克煤产有效气量就大,要产相同数量的有效气,耗煤量低,因此蒙选择高热值的煤种。
b) 化学活性化学活性是指燃料同气化剂反应时的活性,它与燃料的变质程度、灰分组成、粒度、孔骧率、比表面积等有关,变质程度浅者化学活性高,在气化炉内反应容易,碳转化率高,因此要选择活性高的煤种。
c) 机械强度机械强度决定于煤的岩相组成,矿物质含量,分布及变质程度。易于破碎的煤 容易制成浆,节省磨机功耗。设计时需根据机械强度(哈氏可磨指数) 选择磨机的功率,磨机的型式,选煤时应尽可能选择哈氏可磨指数大的煤种。d) 热稳定性热稳定性差的煤种在气化炉内容易粉化,有利于充分反应,因此热稳定性差的煤碳化率高。
e) 挥发分煤中挥发分高,有利于气化,碳转化率高。但是挥发分高的煤种,当其水含量高时,贮存时间长容易自燃,给工厂贮煤带来困难。如华亭煤其内水+外水为19%,挥发分为34%,多次白燃,不得不降低储仓料位,减少在料仓中贮放时间。以防自燃。
1.6 灰渣特性
a) 渣粘温特性灰渣的粘度与操作温度有一定的关系,操作温度升高,灰渣粘度降低。灰渣粘度高,流动不畅,易堵渣口:灰渣粘度低,炉砖剥落较快,只有在最佳粘度范围内才能在炉砖表面形成一定厚度的灰渣保护层,以保护炉砖、延长炉砖的寿命,一般最佳粘度为25—40Pa?8。最佳粘度对应的操作温度为最佳操作温度,粘度是灰渣特性,与其组成有关,要选择最佳操作温度低,温度范围较宽的煤,这样有利于操作。
b) 灰渣的粘结特性灰渣在气化装置中是液态排渣,进入激玲室遇水凝固后排放。有的灰渣凝结性好,不易分散为细灰颗粒随水带走,有的灰渣粘结性不好,与水易形成细灰颗粒随水带走,造成后续工号的磨蚀结垢。
1.7 煤质的稳定性
好的煤质是保证德士古煤气化装置经济运行的主要因索,而煤质的稳定更是德士古煤气化装置安全、稳定、长周期运行的关键。如原用黄陵煤,小矿多,煤质变化大,灰熔点1300—1430'E ,灰分18% %。灰熔点升高,常造成排渣口堵塞,或者必须提高操作温度,造成穹顶温度高;灰熔点降低,炉砖磨损耗大(炉温未变情况下) ,从1996年2月23日投料到1997年5月,合成氨装置运转率为52%,负荷率为55.97%。1997年7月换为华亭煤后,煤质稳定,第一次投用就连续运行35天,保证了装置长周期稳定运行。因此应选 择供应可靠的矿点。
2 结论
从技术角度来看,德士古水煤浆加压气化技术可以适用于各种烟煤,但从经济运行角度来看,德士古煤气化装置对原料煤有如下要求:
a) 低内水 内水越低越有利于制备高浓度的煤浆,内水大于8%的煤种是不经济的。
b) 低灰分灰分越低越有利于气化,在选用原料煤时,应尽量选低灰份的煤种,德士古煤气化装置在灰分小于13%时能够经济稳定运行,对于高灰分的煤种还有待于在设备、管道、阀门材质方面及结垢方面做大量的工作。
c) 低灰熔点灰熔点低有利于气化,选择灰熔点小于1300'E 的煤质有利于经济稳定运行。d) 煤质稳定性煤质稳定性是运行的关键,尽可能选择服务年限长、储量大、地质条件相对 好、煤层厚的矿点,选择煤中有害物质少、化学活性高、可磨性好、灰渣特性好的煤种。
德士古煤气化装置对原料煤的要求
德士古煤气[wiki]化工[/wiki]艺由于其气化效率高,碳转化率可达98% 一99%,且对[wiki]环境[/wiki]无不良影响(高温下煤中的有害物质萘、酚等被燃烧掉) 而被广泛应用。其对原料适用范围广泛,可采用各种烟煤、褐煤、泥煤,甚至于城市垃圾。我国已建成3套这种装置,陕西省渭河化肥厂、上海焦化厂、山东鲁南化肥厂,正在建设的安徽淮南化肥厂、山西原平 化肥厂。但是,根据3厂运行的情况来看,从经济运行的南度考虑,并非所有煤种都适用于禧士古煤气化装置,必须认真细致的选择好煤种,才能保证稳定运行,获得较好的经济效益。 1 煤质中影响气化的因素
1.1 水分
煤中水分包括外表水和内存水。外表水是煤粒表面的水分,来源于[wiki]机械[/wiki]采煤的**,露天放置或运输中的雨水,防止自然飞灰的洒水。煤的外表水对德士古煤气化没有影响,但外表水高会增加运输费用。外表水分不稳定易造成煤浆浓度波动,外表水突然增太,煤浆浓度降低,气化效率降低,外表水突然减少,煤浆浓度升高,牯度增大,滚筒筛通不过。引起煤浆外溢 造成原料浪费及污染环境。外水的高低与采煤、贮存、运输方式有关,通过人的努力是可以改变的。因此应尽量降低外水表含量,以节省开支且方便操作。内存水是煤的内在水分,即煤的结合水,以化学态形式存在于煤中,煤的内水高,同样会增加运输费用。更重要的是,内水是影响成浆性能的关键因素,内水越高,成浆性能越差,流动性愈不好。为了保证工业上泵输送所要求的低粘度,制备的煤浆浓度就低。煤浆浓度低有以下影响: a) 煤耗进人气化炉的煤浆中水含量高,有效成分减少,蒸发水分所需要的热量增多,这样会 降低气化效率,增加煤耗。
b)[wiki]设备[/wiki]投资送人气化炉同体积煤浆,煤浆浓度低,有效成分量少,气化强度低,不利于满负荷,高负荷运行。如华亭煤所制的煤浆浓度为62% 63% ,在设计煤浆流量下的产气量仅为设计气量的95%(设计煤浆浓度为65%) ,要达到同样的产气量,煤浆浓度低者要求设备尺寸大,无疑增大了投资。
c) 添加剂消耗对煤浆的粘度要求一定时,为了提高煤浆的浓度,需要加入一定量的添加剂,内水低的煤制浆时添加剂的消耗就低,内水高的煤制浆时添加揭的消耗就大。如黄陵煤的内水3% ,煤浆浓度为67% 68%,华亭煤的内水约为10%,煤浆浓度就为62% 63%,且华亭煤添加剂用量为黄陵煤的2~3倍。
1.2 灰分
a) 消耗灰分是不直接参加气化反应的惰性物质,但却要消耗煤在氧化反应中所产生的反应热,用于灰的熔化。煤中灰分含量高,则有效成分就少,送人气化炉同体积的煤浆,灰分高的煤产气量少,灰渣量大,灰渣中碳含量大,碳转化率低。根据资料介绍,在同样反应条件下,灰分增加1%,氧耗增大0.7% ~0.8% ,煤耗增大1.3% ~1.5% 。
b) 磨蚀灰分高的煤,黑水中固含量增大,对管道、[wiki]阀门[/wiki]设备磨损严重,如渭河化肥厂原用黄陵煤(灰分约18% 一24%) 造成设备严重磨蚀,直接威胁着装置的稳定运行。气化系统的气化炉激冷室排水阀(Ⅳ .1312) 及碳洗塔排水阀(rv.13o4) 及旁路阀,锁渣罐循环泵(Pq3O4)及出口管线常常因磨蚀损坏,导致停车多次。灰水处理系统,由于灰水含固量高致使管道结垢,有效管径变细,流动阻力增大引起泵汽蚀,常常造成灰水系统工况 紊乱。LV-1403、Lv .1405阀后管道多次磨穿,黑水外喷,污染环境。后经改用华亭煤(灰分含量小于12%) 后,带往黑灰水系统的细灰量明显减少,从而缓解了整个黑水、灰水系统的阀门、管道、[wiki]管件[/wiki]的磨蚀,有利于黑、灰水系统的稳定运行,首次运行就创造了气化装置连续35天的好成绩(停车原因非气化装置原因造成) 。
c) 灰渣处理煤中灰分高,灰渣量大,增加了灰渣输送皮带故障率、功耗及汽车运输费用、渣
场贮放费用(扩大占地面积) 。灰分高,黑水中固含量高,细灰量大,压滤机使用频繁,故障率高,有时不得不把灰浆排放到地面。给环境造成影响;灰分低、灰渣量少,运输方便,同时细灰含量也少。如原用黄陵煤灰分18%,压滤机每班开3—4次,后来用华亭煤,压滤机每班开1 2次,大大藏少了劳动强度及压滤机的故障率。
d) 对气化炉耐火砖的影响煤浆在气化炉内燃烧,灰分以熔融状态沿砖流下,灰渣中某些组分浸入砖中,砖中有效成分 熔人灰渣中随渣一起排出。灰渣量越大,砖浸蚀、磨损越快,灰渣成分不同,对砖的授蚀速率不同,据文献记载,含铁量高的灰渣与含钙量高的灰渣相比,前者对炉砖的浸蚀较轻。灰渣粘度不同对炉砖的浸蚀速率不同,灰渣粘度低时,砖表面的灰渣保护层剥落,灰渣直接冲刷耐火砖表面,磨蚀加快,根据文献介绍最佳灰渣粘度应在25 加Pa?s 。如原用黄陵煤灰分约18% 一24%,现用华亭煤灰分小于12%,经对灰渣中c 嘎含量的测定计算,每炉砖可延长寿命3O0O 一4OOOh 。
1.3 灰熔点
a) 对炉砖的影响 由于德士古煤气化装置采用液态排渣,提高操作温度有利于碳转化及排 渣顺利。但操作温度过高,会影响价格昂贵的耐火砖寿命。气化温度视灰渣的粘温特性及煤的化学活性而定,一般高于煤灰熔点50—70℃。液态渣对炉砖的熔蚀使炉砖变薄,炉砖的熔蚀与温度有很大关系,温度在最佳操作温度以上每增加044"C ,熔蚀速率增加一倍。因此选择灰熔点低的
煤种,可有效地降低操作温度,延长炉砖的使用寿命。渭河化肥厂气化炉原设计运行时间为 9000h ,由于黄陵煤灰熔点高,操作温度高,3台气化炉最好的运行4(EOh后即换炉砖。每台气化炉的炉砖价格高达,∞ 万元人民币,且筑炉、养护、干燥时间长,影响经济运行,使前段时间被迫只能一台炉运行,严重影响满负荷运行。
b) 对氧耗的影响如果煤的灰熔点低,操作温度相应就低一些,与高灰熔点煤相比较,无需耗 过多的氧与碳反应生成c02来维持较高的操作温度,灰熔点低的煤种耗氧量少,相应的煤耗亦低,且有效气产率高,如原用黄陵煤每吨氨耗氧873m3(灰熔点约13S0~C),现用华亭煤耗氧812(灰熔点约1280℃) 。
c) 对助熔剂用量的影响 如果煤种灰熔点高,要降低灰熔点,需加入助熔剂,以提高灰渣中CaO+F +Mg0的量,使( +A )/(caO++Mg0)减小,灰熔点降低,如果煤种灰熔点,所用的助熔剂可大大减少。原用黄陵煤由于灰熔点高,助熔剂用量大,现改用低灰熔点的华亭煤,助熔剂的用量减少了三分之二,这样不但降低了助熔剂的消耗,节省了助熔剂费用,同时由于惰性物质助熔剂的减少,灰渣量减少,灰渣的运输费用减少。更重要的是相同固吉量的煤浆所含有效成分增加,气化效率提高,产气量增大,有利于提高产量。
d) 对后段工序的影响 后工序为[wiki]变换[/wiki]工号(CO+ O — c 叶 ) ,合理的水气比有利于变换,水气比高,理论上有利于CO 的转化。但是,过量水蒸汽要吸热,从而使反应温度降低,不能达到高负荷运行。因此,稍低的水气比才能维持良好的反应温度。灰熔点高,系统热负荷高,出洗涤塔工艺气温度高,水气比高。原用黄陵煤操作温度为1380"C ,碳洗涤塔出口工艺气温度为2.42"C ,变换工号只能.70% 80% 负荷运行。现用华亭煤操作温度为1200"C ,碳洗涤塔出口工艺气温度为236℃,变换工号负荷可达80% 一95%。因此可以说,灰熔点低的煤种有利于后续工号的运行。
1.4 煤种的杂质
a) 砷含量煤中的部分砷可转移蓟煤气中,引起后续工号的[wiki]催化剂[/wiki]中毒。变换催化剂使用一段时间后活性下降,不得不更换,经分析确认是催化剂砷中毒。现在正研究如何脱除工艺气中砷,以保证变换的稳定运行,因此应选用砷含量低的煤种。
b) 氯含量煤气中若有氯,对于设备和管道
都会造成[wiki]腐蚀[/wiki],特别是对于不锈钢材质,舍氯量超过0.5%(重量) 的煤种不能
采用。
c) 氮含量煤种的氮含量决定着煤气中氨含量和煤气冷凝水的DH 值。冷凝水中氨含量高,pH 值高可减轻腐蚀作用,同时氮含量高,pH 值高,碳酸钙结垢严重。因此应正确考虑氮害量 的影响,准确地了解煤种的氮含量有利于设备材质的选择。
d) 硫含量煤中硫含量高需要后续工号对硫进一步处理,硫含量低贝 无需处理,煤中不可燃 硫随渣排出,只有可燃硫燃烧生成硫化[wiki]氢[/wiki],存在于工艺气中,因此要求煤种可燃硫含量稳定,以便选择正确的脱硫方法。、
1.5 煤种物化性
a) 热值热值是煤的主要指标,煤的热值高,每千克煤产有效气量就大,要产相同数量的有效气,耗煤量低,因此蒙选择高热值的煤种。
b) 化学活性化学活性是指燃料同气化剂反应时的活性,它与燃料的变质程度、灰分组成、粒度、孔骧率、比表面积等有关,变质程度浅者化学活性高,在气化炉内反应容易,碳转化率高,因此要选择活性高的煤种。
c) 机械强度机械强度决定于煤的岩相组成,矿物质含量,分布及变质程度。易于破碎的煤 容易制成浆,节省磨机功耗。设计时需根据机械强度(哈氏可磨指数) 选择磨机的功率,磨机的型式,选煤时应尽可能选择哈氏可磨指数大的煤种。d) 热稳定性热稳定性差的煤种在气化炉内容易粉化,有利于充分反应,因此热稳定性差的煤碳化率高。
e) 挥发分煤中挥发分高,有利于气化,碳转化率高。但是挥发分高的煤种,当其水含量高时,贮存时间长容易自燃,给工厂贮煤带来困难。如华亭煤其内水+外水为19%,挥发分为34%,多次白燃,不得不降低储仓料位,减少在料仓中贮放时间。以防自燃。
1.6 灰渣特性
a) 渣粘温特性灰渣的粘度与操作温度有一定的关系,操作温度升高,灰渣粘度降低。灰渣粘度高,流动不畅,易堵渣口:灰渣粘度低,炉砖剥落较快,只有在最佳粘度范围内才能在炉砖表面形成一定厚度的灰渣保护层,以保护炉砖、延长炉砖的寿命,一般最佳粘度为25—40Pa?8。最佳粘度对应的操作温度为最佳操作温度,粘度是灰渣特性,与其组成有关,要选择最佳操作温度低,温度范围较宽的煤,这样有利于操作。
b) 灰渣的粘结特性灰渣在气化装置中是液态排渣,进入激玲室遇水凝固后排放。有的灰渣凝结性好,不易分散为细灰颗粒随水带走,有的灰渣粘结性不好,与水易形成细灰颗粒随水带走,造成后续工号的磨蚀结垢。
1.7 煤质的稳定性
好的煤质是保证德士古煤气化装置经济运行的主要因索,而煤质的稳定更是德士古煤气化装置安全、稳定、长周期运行的关键。如原用黄陵煤,小矿多,煤质变化大,灰熔点1300—1430'E ,灰分18% %。灰熔点升高,常造成排渣口堵塞,或者必须提高操作温度,造成穹顶温度高;灰熔点降低,炉砖磨损耗大(炉温未变情况下) ,从1996年2月23日投料到1997年5月,合成氨装置运转率为52%,负荷率为55.97%。1997年7月换为华亭煤后,煤质稳定,第一次投用就连续运行35天,保证了装置长周期稳定运行。因此应选 择供应可靠的矿点。
2 结论
从技术角度来看,德士古水煤浆加压气化技术可以适用于各种烟煤,但从经济运行角度来看,德士古煤气化装置对原料煤有如下要求:
a) 低内水 内水越低越有利于制备高浓度的煤浆,内水大于8%的煤种是不经济的。
b) 低灰分灰分越低越有利于气化,在选用原料煤时,应尽量选低灰份的煤种,德士古煤气化装置在灰分小于13%时能够经济稳定运行,对于高灰分的煤种还有待于在设备、管道、阀门材质方面及结垢方面做大量的工作。
c) 低灰熔点灰熔点低有利于气化,选择灰熔点小于1300'E 的煤质有利于经济稳定运行。d) 煤质稳定性煤质稳定性是运行的关键,尽可能选择服务年限长、储量大、地质条件相对 好、煤层厚的矿点,选择煤中有害物质少、化学活性高、可磨性好、灰渣特性好的煤种。